[发明专利]一种用于测量房间声学参数的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及声学领域，尤其是一种用于测量房间声学参数的系统及方法。

背景技术

随着人们对音质要求的提高，开始对普通的房间进行声学考虑，比如通过进行声学装修或是调整房间内的音响特性使声音特性满足所需要求。工程技术人员进行声学改造需要基于声学参数的获得，例如早期混响时间EDT、混响时间T30、频率响应等等。但声学参数的测量需要专业的仪器设备，价格昂贵，且由于其专业性和复杂性，最初仅应用于音乐厅和体育馆等大空间中，很少应用于中小型房间中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种用于测量房间声学参数的系统，成本价格低，操作简单，能够广泛应用在普通房间的声学参数测量。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种用于测量房间声学参数的系方法，成本价格低，操作简单，能够广泛应用在普通房间的声学参数测量。

为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是：一种用于测量房间声学参数的系统，包括：

用于信号处理的控制器/浮点运算器；

用于产生激励声源信号最大长度MLS序列的激励声源序列产生模块；

用于求解脉冲响应信号的脉冲响应信号求解模块；

用于求解房间声学参数的房间声学参数求解模块；

用于优化房间声学特性的声学特性优化模块。

作为改进，所述激励声源序列产生模块可依据房间混响的预估值产生14、15、16和17阶四种阶数的MLS信号；所述脉冲响应信号求解模块根据激励声源序列产生模块产生的激励信号阶数，在44.1KHz的默认采用频率中对应有0.37秒、0.74秒、1.49秒和2.97秒四种长度的房间脉冲响应。

作为改进，所述房间声学参数包括早期混响时间EDT、混响时间T30和测量点的频率响应特性。

作为改进，所述声学特性优化模块根据房间大小、声学参数和用户需求，给出房间在何种频率范围需要调整，以及调整的吸声量大小。

作为改进，所述MLS序列是一种数字伪随机序列，每一个时间采样点的值为“1”或“0”，若阶数为N，序列的采样点总数为2N-1个，序列的时间长度则为（2N-1）/44100（秒）；四种阶数的MLS信号已经预先计算得到，并已经验证其用于脉冲响应测量的有效性，算法在运行时可直接从存储器上加载。

为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案是：一种用于测量房间声学参数的方法，在测量时根据混响的预估值选择其中一种阶数的MLS序列经数/模转换馈给扬声器播放，连续的重复播放次数为M次；同时，传声器捡拾经房间发射、吸收后的信号，经模/数转换后进行一些列的信号处理运算，包括：脉冲响应求解、声学参数求解和声学特性优化求解。

作为改进，已编写好的MLS序列存储于外部存储器中，序列的阶数根据房间混响时间估值有14、15、16和17阶四种，在默认采样频率44.1kHz时对应四种脉冲响应长度：0.37秒、0.74秒、1.49秒和2.97秒。所述MLS序列是一种数字伪随机序列，每一个时间采样点的值为1”或“0”，若阶数为N，序列的采样点总数为2N-1个，序列的时间长度则为（2N-1）/44100（秒）。本发明根据中小型房间中可能出现的混响时间长度，算法中存在可供选择的四种阶数，并且为了优化算法在处理器中的计算速度，四种阶数的MLS信号已经预先计算得到，并已经验证其用于脉冲响应测量的有效性，算法在运行时可接从存储器上加载。

作为改进，房间脉冲响应求解具体为：传声器捡拾的信号经经M次平均可降低误差，平均后根据所用的MLS激励信号类型，调用已存储好的排序方法进行第一次排序，进行Hadmard运算，再进行第二次排序，最后根据已知的扬声器和传声器特性进行修正得到房间的脉冲响应。因为所涉及的两次排序操作与激励信号序列MLS的样式有关，因此本发明对四种阶数的排序方法都进行了计算，得到四对共八个排序序列，并存储于外部存储器中；当求解房间脉冲响应算法运行时，加载相应阶数的一对排序序列。

作为改进，根据计算得到的房间脉冲响应可求房间的声学参数，包括早期混响时间EDT和混响时间T30的求解，在获得房间脉冲响应信号的基础上进行；具体为：首先采用施罗德后向积分算法，把脉冲响应信号转换成声能量衰变曲线的形式；根据能量曲线从0分贝衰减到-10分贝的斜率，推导衰减到-60分贝的时间，此为EDT；根据曲线从-5贝衰减到-35分贝，推导衰减到-60分贝的时间，此为30；用户根据需要选择使用EDT或T30，默认使用EDT；频率响应特性曲线则是对脉冲响应做快速傅立叶变换(FFT），得到脉冲响应在频域上的特性。